[發明專利]脈沖管制冷機

有效

• 申請號: 201710407633.8
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107091539B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李海冰;張益炳;戴巍;邱劍
• 申請（專利權）人: 中科力函（深圳）低溫技術有限公司
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李小波;黃健

本發明提供一種脈沖管制冷機，包括冷指結構、以及分別與冷指結構連接的壓縮機和慣性管氣庫，冷指結構包括冷端熱交換器、熱端熱交換器、脈沖管、錐形管和套設在脈沖管外壁上的回熱器，熱端熱交換器的輸入端與壓縮機的輸出端連接，熱端熱交換器的輸出端通過回熱器與冷端熱交換器的輸入端連接，冷端熱交換器的輸出端與錐形管的小端連接，錐形管的大端與脈沖管的冷端連通，脈沖管的熱端與慣性管氣庫的輸入端連接；錐形管，用于將冷端熱交換器輸出的工質氣體勻速地輸入到脈沖管中。本實施例的錐形管可以對冷端熱交換器輸出的氣體進行均流，避免產生射流造成的冷量的損失，進而提高了制冷機的工作效率。

技術領域

本發明涉及制冷技術領域，尤其涉及一種脈沖管制冷機。

背景技術

脈沖管制冷機由于其高效、緊湊、高可靠性的特性，在核探測、環境檢測及超導濾波領域有著急迫的需求。脈沖管制冷機包括同軸型脈管和直線型脈管，其中同軸型脈管由于其結構緊湊，冷頭配置更易于放置熱負載的優點，得到了廣泛的應用。

現有的同軸型脈管制冷機包括壓縮機、熱端熱交換器、回熱器、冷端熱交換器、脈沖管和慣性管氣庫，各部件按照上述順序依次連接，形成封閉的系統。但是同軸型脈管在流道上存在一個180度的轉彎流道，這使得在該處的流動狀態變得不均勻，加上冷端熱交換器的小縫隙設計，使得冷端存在一定程度的射流，冷量損失較大。為了減少流動不均勻及射流導致的冷量損失的問題，在脈沖管的冷端設置一層流化絲網，以使冷端熱交換器輸出的工質氣體均勻地流出。

但是，由于現有的層流化絲網設置在脈沖管的冷端，該處的溫度較低，系統內的殘存揮發氣體(例如水、酒精、CO2等)在此凝結，堵塞層流化絲網的網孔，進而導致工質氣體流動受阻，反而導致工質氣體的均勻流動性更差。

發明內容

為了解決背景技術中提到的技術問題，本發明提供一種脈沖管制冷機，通過在脈沖管的冷端設置錐形管，使得錐形管對冷端熱交換器輸出的工質氣體進行均流，進而避免殘存揮發氣體冷凝導致的工質氣體流動不均勻的問題。

本發明提供一種脈沖管制冷機，包括冷指結構，分別與所述冷指結構連接的壓縮機和慣性管氣庫，所述冷指結構包括：冷端熱交換器、熱端熱交換器、脈沖管、錐形管和套設在所述脈沖管外壁上的回熱器，所述熱端熱交換器的輸入端與所述壓縮機的輸出端連接，所述熱端熱交換器的輸出端通過所述回熱器與所述冷端熱交換器的輸入端連接，所述冷端熱交換器的輸出端與所述錐形管的小端連接，所述錐形管的大端與所述脈沖管的冷端連通，所述脈沖管的熱端與所述慣性管氣庫的輸入端連接；

所述錐形管，用于將所述冷端熱交換器輸出的工質氣體勻速地輸入到所述脈沖管中。

在本實施例的一種可能的實現方式中，所述冷端熱交換器包括第一換熱部和第二換熱部，所述第一換熱部套設在所述第二換熱部的外壁上且與所述第二換熱部叉指連接，所述第二連接部具有第一錐形中心孔，所述錐形管包括所述第一錐形中心孔，所述第一錐形中心孔的大端與所述脈沖管的冷端連通。

在本實施例的另一種可能的實現方式中，所述第一換熱部包括第一中心通孔，所述第一中心通孔的內壁上均勻設置有多個貫穿所述第一中心通孔兩端的第一凹槽，所述第二換熱部的外壁上均勻設置有多個連接所述第二換熱部兩端的第一翅片；

所述第一翅片卡設在所述第一凹槽中，且所述第一翅片與所述第一凹槽之間具有第一間隙，所述回熱器的輸出端與所述第一間隙連通，所述回熱器中工質氣體通過所述回熱器的輸出端輸入所述第一間隙中。

在本實施例的另一種可能的實現方式中，所述冷端熱交換器還包括蓋體，所述蓋體蓋設在所述第一換熱部和所述第二換熱部的輸出端上，所述蓋體的內壁與所述第二換熱部的輸出端之間形成匯合腔體，所述匯合腔體與所述第一間隙連通，用于對所述第一間隙輸出的工質氣體進行匯合，并使匯合的工質氣體流入所述第一錐形中心孔中。